เปิดตัวด้วย ไอดอลในดวงใจก่อนเลย Tony stark  
      หลังจากที่ได้เล่น Pantip มานานแต่ในฐานะผู้อ่านที่เฝ้าติดตามท่านผู้รู้ ครูอาจารย์ ทั้งหลายที่ได้มอบความรู้ให้แก่ชาวหว้ากอ  อย่างเช่นคุณ Partita ที่ให้ความรู้ในด้านดาราศาสตร์ วิทยาศาสตร์ แต่สำหรับในงานออกแบบเครื่องจักรนั้นยังมีเนื้อหาที่ยังน้อยพอสมควร จขกท จึงอยากมอบความรู้ที่ได้สั่งสมมาหลายสิบปีกับการออกแบบเครื่องจักรกล โดยความรู้ที่ได้รับมาจากหัวหน้าชาวญี่ปุ่นรวมทั้งวิศวกรต่างชาติที่ทำงานในด้านนี้ เพื่อสร้างองค์ความรู้และแรงบันดาลใจให้แก่เด็กรุ่นใหม่ที่อยากเป็นนักประดิษฐ์แต่ไม่รู้จะเริ่มต้นอย่างไรนะครับ

     ก่อนอื่นเลยเรามาดูพื้นฐานวิชาที่ใช้ในการออกแบบกันนะครับ  เพื่อเป็นแรงบันดาลใจและทำให้น้องๆนักเรียน นักศึกษาได้สนใจในวิชา วิทยาศาสตร์กันนะครับ หลายๆครั้งมักมีคนตั้งคำถามว่า จะเรียนไปทำไม ฟิสิกส์ คณิต ยากๆ เรียนไปก็ไม่ได้ใช้ ซึ่งจริงๆก็ถูกบางส่วนนะครับ เพราะตอนเราเรียน เราเรียนกว้างแต่ไม่เจาะลึก เน้นทำข้อสอบ เน้นทฤษฎี ทำให้ไม่สามารถดึงวิชานั้นๆมาใช้ประโยชน์ในการทำงานจริงๆได้ แต่มีข่าวดีสำหรับนักออกแบบทั้งหลายนะครับ จากการทำงานมานานได้ใช้หลายวิชาคุ้มค่ากับการเรียนครับ

เรามาดู VDO นี้กันนนะครับ  


จาก VDO ด้านบนเป็นเครื่องจักรในลักษณะ Pick and Place Machine (เราจะมาทำการออกแบบเจ้าเครื่องนี้กันในตอนต่อไปนะครับ แต่เราจะออกแบบเครื่องในลักษณะวิ่ง XYZ เพื่อหยิบวัตถุ เช่น กระป๋องนม เป็นต้น วางเรียงลงกล่องกระดาษแบบ Automatic แทน )

ซึ่งการที่เราจะออกแบบเครื่องจักรแบบนี้ได้นั้น เราต้องมีความรู้ต่างๆดังนี้

1.1.Process การผลิตชิ้นส่วน (ข้อนี้สำคัญมาก ควรรู้ทั้งทฤษฏีและปฎิบัติ)

ในการออกแบบนั้น เราต้องมีความรู้ในเรื่องของกระบวนการขึ้นรูปชิ้นงานก่อนอันดับแรก เพราะใน program solidwork นั้นเราสามารถเขียนอะไรก็ได้ เขียนรูปทรงที่ซับซ้อนโค้งมนแค่ไหนก็ได้ แต่พอลงแบบผลิตจริงไม่สามารถสร้างได้ก็เปล่าวประโยชน์ ซึ่งข้อนี้สำคัญมาก เพราะการออกแบบโดยรู้และเข้าใจ Process การผลิตยังช่วยลดต้นทุนได้ด้วย
ลองดู VDO นี้ประกอบนะครับ

แต่สิบตาเห็นก็ไม่เทา่ลงมือทำ ถ้ามีโอกาสลองลงมือทำจริง เช่น กลึงงาน เชื่อมงาน  milling งาน หรือลองเจาะรู ทั้งแบบธรรมดา และรู้ที่คุมค่า H7 ดูนะครับ เวลาเขียน model มันจะได้มีจิตวิญญาณและ Common sense ของนักออกแบบติดตัวมา แต่ต้องระวังเรื่องความปลอดภัยด้วยนะครับ เดี๋ยวนิ้วไม่ครบ
1.2 กลศาสตร์วิศวกรรม (Static & Dynamic)
วิชานี้สำคัญมาก เพราะเครื่องจักรที่เราทำการออกแบบนั้นจะต้องเกี่ยวข้องกับแรงที่กระทำกับวัตถุทั้งในสภาวะหยุดนิ่งหรือทำให้วัตถุเคลื่อนไหว จุดที่ต้องเน้นและต้องให้เข้าใจอย่างลึกซึ้งคือ การเขียน Free Body Diagram โดยสามารถจินตนาการและสามารถระบุค่าเวกเตอร์ของแรงที่มากระทำต่อวัตถุให้ออก ตอนฝึกแรกๆ จขกท จะพยายามมองสิ่งใกล้ตัวเช่นเก้าอี เตียงนอน จินตนาการว่ามันเป็น คาน เป็นเสาแบบนี้ ถักและเชื่อมต่อกันแบบนี้ มันจะมีแรงกระทำตรงไหนบ้างและจะหาค่าของแรงต่างๆได้อย่างไร การฝึกตั้งคำถามจะช่วยให้เราสนใจที่จะหาคำตอบ ทำให้เราเรียนแบบไม่น่าเบื่อครับ

  VDO นี้สอนดีนะครับ ถ้าไม่เข้าใจภาษาลองดูรูปแบบการคิดก็ได้ครับ

VDO นี้ช่วยอธิบาย Vector ของแรง

1.3 Mechanic of Mechanism (กลศาสตร์เครื่องจักรกล)
วิชานี้ใช้ในการออกแบบกลไกของเครื่องจักร โดยเราจะต้องมีพื้นฐานในวิชา Dynamic+Physic กลศาสตร์+Vector ในวิชาคณิตศาสตร์ +Calculus เป็นอย่างดี เพื่อใช้ในการคำนวนกลไก ( ในทางปฏิบัติจริงๆ Software ช่วยออกแบบคำนวนความสัมพันธ์ให้หมดแล้วในรูปแบบ 3 มิติ แต่เราก็ต้องคำนวนมือเป็นด้วยเพื่อให้เกิดความถูกต้องในการออกแบบ) ในส่วนที่ยากที่สุดในส่วนนี้คือ Concept Design โดยนักออกแบบที่เก่งๆนั้นจะต้องมีต้นทุนความรู้ที่ได้มาจากประสบการณ์ในการออกแบบเป็นเวลานาน ทำให้เคยเห็นกลไกต่างๆเป็นจำนวนมาก ทำให้สามารถออกแบบได้อย่างรวดเร็วและถูกต้อง
   VDO นี้ ถึงภาพจะเก่าแต่ได้ idea ดีมาก สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายครับ หรือจะเขาไปศึกษากลไกต่างได้ทีนี่นะครับ [Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้automation-machine.blogspot.com
จขกท กำลังพยายามรวบรวมกลไกดีๆทั่วโลกมาไว้ที่เดียวกันเพื่อให้นักออกแบบผู้ที่เริ่มต้นได้มีต้นทุนทางความคิด ทำให้เริ่มต้นได้ง่ายขึ้น

1.4 Mechanic of Material
วิชานี้จะเน้นในเรื่องของวัสดุ รวมทั้งการคำนวน ความเค้น ความเครียด ความเค้นเฉือน โมเมนต์บิด เป็นต้น และนักออกแบบทุกคนยังต้องมีความรู้ในเรื่องของ standard วัสดุที่มีขายในเมืองไทยด้วยนะครับ เช่น เหล็ก SS400 ,S45C ,SCM435 เป็นต้น เพราะ จขกท เคยเจอรุ่นน้องนักออกแบบที่รับเข้ามาใหม่ จขกท ให้ออกแบบเพลา Conveyor ธรรมดา น้องพนักงานใหม่จัด ไททาเนียมมาเลย ถามว่าใช้ได้ไหม คำตอบคือ ใช้ได้แต่มันแพงเกินความจำเป็น ดังนั้นนักออกแบบที่ดีควรรู้เรื่องวัสดุเป็นอย่างดี รวมทั้งกระบวนการชุบแข็ง กระบวนการชุบผิว และการอบเพื่อคลายความเครียดด้วย

1.5 Pneumatic & Hydraulic
วิชานี้ใช้ในการเลือกต้นกำลังให้กับเครื่องจักรของเรานะครับ โรงงานส่วนใหญ่นิยมใช้ Pneumatic เพราะราคาถูกและสะอาดกว่าระบบ Hydraulic โดยลมที่นิยมใช้งานกันคือ 0.4 MPa-0.5 Mpa เพื่อความปลอดภัย แต่ถ้าในงานที่ต้องใช้กำลังและความแม่นยำสุง เราจะเลือกระบบ Hydraulic เพราะระบบ Pneumatic ใช้ลมซึ่งสามารถยุบตัวได้ทำให้มีความผิดพลาดสุงกว่า Hydraulic ที่ใช้น้ำมัน


1.6 Computer Aide Design
นี่เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้การออกแบบของเราง่ายขึ้นนะครับ เป็นเรื่องน่าตลกอย่างนึงว่า เมื่อออกแบบไปนานๆคำสั่งที่ใช้ในการเขียนแบบจะน้อยลง บ่อยครั้งที่เราพยายามที่จะเรียนรู้เทคนิคและคำสั่งต่างๆเพื่อให้เขียน Part ได้เทพ แต่ในการทำงานจริงนั้น Part 3D model ที่เราเขียนนั้นต้องระลึกไว้เสมอว่าคนอื่นในองค์กรต้องสามารถแก้ไขได้ง่าย ไม่ใช่เขียนแล้วคนอื่นแก้ไม่ได้ รวมทั้งต้องเขียนตาม process การผลิตเสมอ ผลิตงานอย่างไรก็ต้องเขียนตาม process แบบนั้น เพื่อลดข้อผิดพลาดที่ Part ที่ออกแบบจะไม่สามารถผลิตจริงได้
Software ที่นิยมใช้งานมีดังนี้
1.Solid Work จขกท ถนัดอันนี้ ตอนต่อไปจะใช้ program นี้ในการออกแบบนะครับ เพื่อนๆ พี่ๆสามารถ โหลดตัวทดลองใช้ได้ตาม Link นะครับ
http://www.solidworks.com/sw/purchase/solidworks-trial.htm

2. Catia โปรแกรมเทพ แต่ราคาแพงมาก
3.Auto CAD
4.Draft Sight จขกท แนะนำเลยครับใช้งานได้ฟรีและดีมากครับ เหมาะกับออกแบบงานที่ไม่ ซับซ้อน
https://draftsight.en.softonic.com/  ของฟรีและดีก็ยังมีในโลก

1.7 Engineering Drawing
ความรู้อันสุดท้าย ( จริงๆยังมีอีกเยอะที่ต้องรู้ ทั้ง กายศาสตร์ ,เศรษศาสตร์วิศวกรรม ,สถิติวิศวกรรม,Motor ,Sensor and transducer ,Automatic control เป็นต้น แต่เครื่องที่จะลองหัดออกแบบนั้นใช้ข้อ 1-7 ก็น่าจะพอ)  วิชานี้เป็นวิชาที่ถือว่าจะยากก็ยาก จะง่ายก็ง่าย ยากในที่นี้หมายถึงคนที่ไม่สามารถมองภาพจาก 3 มิติเป็น 2 มิติ หรือมองจาก 2 มิติเปลี่ยนเป็น 3มิติ ในสมองได้ ซึ่ง จขกท ก็เคยผ่านจุดยากลำบากนั้นมาแล้วแทบแย่ โดนด่าเช้า ด่าเย็น สุดท้ายก็เข้าใจ วิชานี้ไม่เน้นคำนวนแต่เน้นจินตนาการ ซึ่งต้องใช้การฝึกฝนเท่านั้น ไม่สามารถท่องจำได้ จขกทส่ง Link GD&T ให้เพื่อนๆสามารถเอาไปศึกษาดูได้นะครับ วิศวกรออกแบบถ้าอ่านแบบหรือเขียนแบบไม่เป็นก็จบแล้วครับ ต่อให้ออกแบบดีแค่ไหนแต่สื่อสารกับคนอื่นไม่ได้ก็ไม่มีประโยชน์


  มาเข้าเรื่องเครื่องที่เราจะทำกันนะครับ
โจทย์คือ ต้องการหยิบวัตถุไปเรียงลงกล่องแบบ Automation โดยใช้ Robo Cylinder XYZ  ( ใช้ Robo แล้วกันเขามีขายอยู่แล้วได้ไม่ซับซ้อนมาก) จะเน้นสอนและแนะนำในเรื่องของการเลือกอุปกรณ์ การคำนวน การทำ Concept เครื่องนะครับ เพื่อที่ให้ผู้เริ่มต้นได้มีแนวทางในการศึกษาและต่อยอดความคิดได้  
  Robo ที่เราจะใช้กัน

            ขอบพระคุณครับ